이준택 한경대 전임 연구교수 "농업과 4차산업혁명의 기술 접목이 새로운 가능성과 기회를 여는 터닝 포인트가 되기를"
[데일리한국 전문가칼럼=이준택 한경대 전임 연구교수] ‘농업테크’(AgriTech)란 농업(Agriculture)과 기술(Technology)이라는 두 단어의 합성어다. 전통적 관점에서 볼때 농업과 기술은 어울리지 않아 보이는게 사실이다. 농업이라는 단어에서 재래식 노동방식 이미지가 떠오른다면, 기술이라는 용어에서는 정보통신기술(ICT) 등 4차산업혁명이 먼저 떠오르기 때문일 것이다.
전통적인 농업은 봄에 씨앗을 뿌리고, 가을에 수확해(작물저장 포함) 일 년을 먹고 사는 방식으로 이뤄지는 것이 보통이다. 예전에는 농작물이 여물지 않은 기간동안 식량이 부족해 굶주림을 감수해야 했던 ‘보릿고개’도 있었다. 물론 요즘은 식량생산 능력이 배가되고 작물저장 기술이 뛰어나 그런 용어를 접하기도 쉽지 않다.
지금은 먹는 것을 걱정하는 게 아니라 과도한 영양섭취로 비만과 당뇨를 걱정하는 시대다. 인류의 기대수명이 늘어나고 있는 시점에 전체인구의 증가를 고려할때 했을 때 농업의 규모 확산은 불가피해 보인다.
한 쪽은 식량이 풍족하지만 다른 한 쪽은 기아에 허덕이는 현상이 동시에 빚어지고 있는게 현실이다. 가까운 미래에 식량이 무기로 변할 가능성이 높다는 미래학자들의 경고도 곱씹어 볼 필요가 있다. ‘농업테크’(AgriTech)는 이처럼 인류의 미래에 매우 중요한 역할을 하게 될 핵심분야다.
인구 증가에 따른 농업 환경의 변화는 역사가 깊다. 유럽의 경우, 네덜란드가 1871년 최초로 난방 유리 온실을 만들면서 시설원예농업이 본격화되기 시작했다. 시설 안에서 빛, 온도, 습도, 이산화탄소 등을 적발광다이오드조명과 빅 데이터 분석기술 등을 이용해 농작물을 공장에서 만들어내듯 규칙적이고 반복적으로 재배하는 시설이 식물농장이다. 1957년 덴마크 크리스텐센 농장에서의 태양광 이용형 온실을 신호탄으로 식물농장이 본격적으로 발전하기 시작했다. 덴마크는 현재 최고 수준의 시설재배 기술을 보유하고 있는 것으로 정평이 나있다.
우리나라의 경우, 터널이나 아치형 파이프 하우스에서 시작해 1990년대 정부의 ‘시설현대화’ 정책을 계기로 비닐하우스, 경질판 온실, 유리온실 등으로 다양화돼왔다. 최근에는 정보통신기술(ICT) 융합을 통해 인위적인 환경관리가 가능한 첨단 시설 재배시스템으로 발전을 거듭하고 있다.
농업 선진국들은 일찍부터 농업테크를 발전시켜왔다. 일본의 경우에는 2009년부터 ‘식물공장 보급 확대 종합대책’을 마련하고 식물공장을 확대해왔다. 유럽은 세계 최고 수준의 시설제배 기술을 보유하고 있다. 이미 언급했듯이 네덜란드는 1871년부터 최초의 난방 유리 온실을 만들었고, 1957년 덴마크 크리스텐센 농장에서는 태양광 이용형 온실에서 새싹 채소를 재배했다.
유럽은 일조 시간이 짧다는 외부 환경 요인을 극복하기 위해 시설원예 기술을 발전시켜왔다. 대부분 대형 유리 온실에 인공광을 함께 활용하는 형식의 식물공장 생산시스템으로 체계화되는 경향을 보인다.
미국은 넓은 땅덩어리라는 환경 요인으로, 규모화된 생산 시스템으로도 충분한 생산성 확보가 가능하다. 다만 최근에는 도심의 고층 수직농장(Vertical Farm) 개념이 대두되고 있다. 미국의 수직농장 업체인 ‘에어로팜’은 10m 높이의 세계 최대 규모 수직농장을 운영하고 있다. 에어로팜은 이곳에서 연 1천 톤의 채소를 생산하고 있다.
‘농업테크’에서 핵심적으로 논의되고 있는 분야는 ‘스마트팜’(Smart Farm)이다. 스마트팜이란 농장에 서버를 구축하고 자동화 하는, 사물인터넷(IOT)을 활용한 농장이다. 각종 센서로 농장이 상태를 파악하고 농장주는 스마트폰을 통해 모든 것을 파악하고 조절할 수 있다.
농작물의 생육에 필요한 비닐하우스 개폐, 온·습도 조절 등을 몇 번의 터치로 조작할 수도 있다. 이러한 원격 관리는 농업의 생산·유통·소비 과정에 걸쳐 생산성과 효율성 및 품질 향상 등과 같은 고부가가치를 창출시킬 수 있다.
대표적인 사례로 ‘아쿠아포닉스’(Aquaponics)가 있다. 아쿠아포닉스란 쉽게 말해, 물고기의 배설물이 농작물의 비료가 되고 농작물은 영양분을 흡수하면서 물을 정화시켜주어 물고기가 살아갈 수 있게 해주는 시스템이다. 아쿠아포닉스 방법으로 농사를 지을 경우에 해결되는 문제 중 하나는 화학비료의 대체가 가능하다는 것이다.
물고기의 배설물이 농작물의 비료가 되기 때문에 화학비료가 불필요해진다. 화학비료의 사용은 환경오염을 야기하기 때문에 이러한 친환경적인 농법은 환경보존을 위해 반드시 필요하다.
시스템 외에도 농업로봇의 개발이 활발히 진행되고 있다. 농약살포 드론, 무인 트랙터, 자율주행 수확기 등은 이미 전세계 농업 현장을 누비고 있는 대표적인 농업 로봇들이다. 기존의 농기계는 인공지능이 탑재된 새로운 방식의 무인 농기계로 빠르게 대체되고 있다. 이러한 로봇의 개발은 노지농업 로봇, 시설농업 로봇, 축산 로봇으로 분류한다.
노지농업용 로봇은 트랙터, 콤바인, 관리기 등 전통 농기계와 로봇기술의 융합을 통해 새로운 형태로 진화해 가고 있다. 국내의 농업로봇 연구는 “인공지능형 자율진행 트랙터 개발”, “트랙터 무인 경운을 위한 작업경로의 생성과 성능평가 기술 개발”등, 농촌진흥청에서 농기계 자동화, 지능화 시스템 개발을 추진하고 있다.
시설농업은 구조화되고 제어된 환경과 산업용 로봇요소의 활용은 작물의 재배 기간을 단축시킨다. 이는 위의 ‘에어로팜’의 경우와 유럽의 경우가 대표적이다. 재미있는 경우는 미국인데, 미국은 초기 우주개발 수단의 하나로 우주탐사선에서 사용할 클로렐라 등 미생물을 생산하기 위한 식물공장개념을 최초로 도입했다.
최근에는 인류의 미래 농업생산시스템으로 개념을 확장시켰다. 우리나라는 농촌진흥청에서 개발한 250㎡ 규모의 수평형 식물공장을 운영하고 있으며, 2010년 수직형 식물공장을 설치한 이후 지자체, 민간연구소 및 산업체에서도 여러 가지 형태의 식물공장을 설치해 운영 중이다.
축산로봇은 노지농업과 시설농업에 비해 규모가 왜소한 편이다. 여전히 많은 연구가 진행 중인데, 국내 축산업의 가장 큰 문제인 가축 질병 발생시 초기대응 및 질병확산 방지를 위한 대응책 요구가 크다는 점이다. 또한 가축 질병이 발생할 수 있는 상황을 사전에 예방해 피해를 최소화 시킬 수 있는 기술개발에 대한 요구 역시 갈수록 고조되고 있는 상황이다.
현 시점에서 농업테크가 적용된 농장은 그다지 많은 편이 아니다. 늘어나는 인구를 먹일 기본적인 생산량의 확보뿐 아니라, 최소노동-최대효율, 다품종 작물의 고품질 생산 등 향후 농업 과제를 달성하기 위해 농업테크의 고도화 및 보편화가 필요하다. 하지만 개인이 지출해야 할 비용이 상당히 높기 때문에 진입 장벽이 높은 것이 현실이다.
농업테크가 보편적으로 적용되기 위해서는 근본적으로 제반 비용이 낮아져야 한다. 2017년을 기준으로 귀농·귀촌인이 50만명을 돌파했다. 귀농인 인식 조사 결과 ‘농업’을 통한 고정적인 소득과 생활에 대한 고민이 큰 부분을 차지한 것으로 나타났다.
그럼에도 전체 응답자의 58.8%가 ‘4차 산업혁명’ 시대에 농업이 희소성이 있다‘며 농업의 발전 가능성에 대해 긍정적인 답변을 했다고 한다. 이는 농업부문에 정책적인 지원이 확대될 필요성이 있다는 것을 의미한다. 준비된 농업인들은 길이 열리기만을 고대하고 있다. 농업과 4차산업혁명의 기술 접목이 새로운 가능성과 기회를 여는 터닝 포인트가 되기를 기대해본다.
■ 이준택 한경대학교 전임연구교수 프로필
성균관대에서 이동통신공학 공학석사를 취득하고 광운대학교에서 경영정보시스템을 전공해 박사 학위를 취득했다. 현재 아시아 최초의 정보보안과 물류보안분야 국제표준기구(ISO/IEC) 선임/검증 심사원으로 활동하고 있다. 해킹이나 정보보안 관련 저서를 다수 출간할 정도로 정보 보안에 정통하다는 평가를 받고 있다. 4차 산업혁명시대를 맞아 스마트국방과 스마트팜의 풍부한 경험을 겸비한 전문가로 통한다.